柴油机的诞生与发展（二）

1924年，前苏联第一辆干线柴油卡车成功制造，功率为726千瓦(980.96马力)，第一辆高速货车于1935年出现。1936年，梅赛德斯-奔驰第一次配备了由人类制造的柴油发动机。这是世界上第一辆柴油汽车。自20世纪50年代以来，柴油发动机已经系列化、通用化和专业化。农用拖拉机也主要是柴油发动机。柴油机广泛应用于农业、工业、交通、国防等领域。柴油机成为主要动力装置。3.第三阶段始于20世纪80年代。电子技术和计算机，如计算机控制的“共轨高压”和电磁阀的应用，应用于柴油发动机，成功地增加了功率，减少了污染，提高了效率。在此期间，材料和技术的进步、自动化机床的发展、科学研究方法的改进、科学理论的改进、生产组织的改进和售后服务的加强等。推动了柴油机行业发展进入第三阶段，即“成熟成熟期”。经过上述三个阶段的发展，柴油机的功率从千瓦增加到几千瓦，转速从100转/分增加到几千转/分。气缸从180毫米增加到400-1060毫米。现在，全世界都可以看到柴油机在为人类服务。五、柴油机发展的新方向1。减少有害排放。柴油机废气排放约占0.13%，其中NO2-0.1%，一氧化碳0.018%，一氧化碳0.1%，二氧化硫0.02%，烟尘0.001%。NO2是氮氧化合物。高浓度的一氧化氮对血液有毒，麻痹神经，对肺部有害。二氧化氮和碳氢化合物的结合会在强光下产生光化学反应、臭氧和各种化合物，形成光化学烟雾，刺激眼睛，引起咳嗽，甚至癌症，硫化物刺激呼吸系统，引起酸雨腐蚀建筑物，造成土壤酸化，破坏农作物。碳颗粒通常伴随着二氧化硫等有害物质，对人体肺部有害甚至致癌，因此现代社会非常重视排放污染。为了确保环境，欧洲从1902年开始对重型车辆的柴油发动机实施排放限制。1992年，它颁布了诸如1996年“第一次欧洲会议”、“第二次欧洲会议”、“2000年第三次欧洲会议”、“2005年第四次欧洲会议”和2008年“第五次欧洲会议”等标准。二氧化氮的限值最初为8.0克/千瓦时，后来改为5.0克/千瓦时。越来越严格。因此，柴油机制造商必须采取各种措施来确保它们符合“欧洲标准”的要求。德国MIV柴油机厂的二氧化氮排放量从2000年的12.7克/千瓦时下降到2004年的7.2克/千瓦时。柴油机发展的新方向应该是减少有害物质的排放。具体措施是:从外部改善燃料质量，添加抑烟剂，混合水或乳化。在进气管中喷水并充入空气进行中间冷却。从柴油机结构上改善燃烧，改善燃油喷射，高压喷射，提高燃油喷射率，改变喷油器孔的数量和尺寸，增加充气量等。先进的方法是燃料-水燃烧和废气再循环。为了减少碳氢化合物和一氧化碳的排放，氧化催化反应器(例如，将二氧化硫改为SO3，并产生硫酸盐等。)被添加。外加脱氧转化器和灰过滤器等。废气再循环的方法是:根据温度和负荷，将部分排出的冷却废气导回进气管与新鲜空气混合，然后进入气缸参与燃烧，从而稀释混合气体中的氧气浓度，减缓燃烧反应速度，减少NO2排放。如果废气再循环率为20%，NO2排放可减少50%。

2.燃油喷射的电子控制可以有规律、准确地分配燃油，保证准确的雾化和汽化，高脉冲锥形射流可以使燃油和空气很好地混合。从而减少有害废气排放，降低油耗。特别是，采用电控“共轨燃油喷射”系统更有利于减少有害排放。“共轨”是共油轨的简称。柴油机的机械传统喷射装置主要有“高压喷油泵→高压油管→喷油器系统”和“泵→喷嘴系统”。新的共轨系统由高压泵、蓄压器、共轨高压油管、独立喷油器和电子控制单元组成。第一代“共轨”系统自1996年开始生产。供油泵建立一定油压后，燃油被输送到所有气缸共用的高压油管，即“共轨”管，然后“共轨”管将燃油输送到所有气缸的喷油器。独立高压油泵的喷油压力可达1200-1400巴(1巴= 0.1帕)。该系统一般采用“压力-时间”计量原理。根据柴油机的工况、油温、空气温度等数据，压力值由压力传感器测量，然后传送给电控装置。电控装置将测得的实际压力值与发动机给出的最佳油压值进行比较，以控制高压油泵电磁控制阀的开启和关闭。这样，高压油泵的供油量被调节，“共轨”油管中的油压被改变，并且供应给燃料喷射器的油压达到最佳值。注射压力可达1400巴。第二代共轨喷射得到了改进，电磁阀的数量也减少了。更合理的做法是实施“复合注油”装配，增加一个压力缓冲器，将高压油管内的压力提高到1800巴。复合燃油喷射是在规定的喷射正时之前预先“预喷射”部分燃油，或在“主喷射”完成后喷射一些油。这是多次燃油喷射，同时调整喷射压力上升斜率。这种“复合”燃料喷射方法可以控制喷射的燃料量，达到减少有害排放和节约燃料的目的。3.高增压和降低油耗。高速涡轮增压器用于增加进入气缸的充气密度，从而增加有效压力并增加柴油发动机的功率。目前，对于四冲程柴油，大多数高压(ⅱk > 2.5)废气涡轮增压器可以实现0.8-0.9%的机械效率，而非压力涡轮增压器仅具有0.75-0.85%的机械效率。一般来说，增加30-50%可以增加柴油发动机的功率，并降低油耗率约5%。4.应用电子控制来优化操作。随着电子技术的发展，柴油使用数字调速器来监控操作，从而达到反应速度，减少有害排放，提高操作安全性。5.改善柴油机的结构和工艺，提高最大爆发压力P2是提高柴油机价格经济性的有效方法。15年前，P2是130-150巴。今天它已经增加到190 ~ 230巴，所以对柴油机零件的强度要求也增加了。例如，曲轴箱由灰铸铁合金制成，主油道和冷液道铸造，刚性增加，气缸盖由高强度灰铸铁等制成。以上五项措施是当今柴油机发展的新方向。他可以:①降低油耗率5-10%；(2)噪音降低6-12分贝；(3)减少振动；④加速度提高约1.5秒；(5)维护方便，节约了使用成本；⑥减少有害物质排放50%。注:参见林·的《伟大的柴油机发明家——柴油机》。谢谢您们。(结束)